Физики придумали, как остановить убегающие электроны в термоядерных реакторах

Для работы термоядерных реакторов характерны высокие температуры и мощные электромагнитные поля, которые ускоряют электроны до околосветовых скоростей. Ученые поняли, что добавление небольшого количества тяжелых элементов может сильно затормозить эти частицы и предотвратить повреждение реактора. Статья с результатами опубликована в журнале Physical Review Letters.

Потенциально термоядерные реакторы — это источники чистой и и безопасной энергии, так как у них нет радиоактивных отходов. Перед тем как подобные установки станут вносить существенный вклад в энергетический баланс человечества, ученым еще предстоит преодолеть множество технических трудностей. Физики из Технического университета Чалмерса представили решение одной из таких проблем — убегающих электронов, разогнанных в плазме до высоких скоростей.

Ученые предлагают вводить в реактор ионы тяжелых элементов (например, неона или аргона) в виде газа или гранул. Сталкиваясь с высокозаряженными ионами, электроны теряют скорость. Используя математическое описание и численное моделирование плазмы, можно предсказать энергию электронов и то, каким образом она меняется при различных условиях. «Теперь мы можем эффективно тормозить убегающие электроны, мы стали на один шаг ближе к функциональному термоядерному реактору», — говорит один из авторов работы Линнеа Хесслоу.

Несмотря на существенный прогресс за последние 50 лет, до сих пор не существует полноценных установок по получению термоядерной энергетики. Сейчас большая часть усилий направлена на строительство реактора ITER во Франции, но он предназначен для испытаний и не будет поставлять энергию. «Многие считают, что он будет работать, но легче отправиться на Марс, чем добиться слияния атомов, — отмечает Хесслоу. — Можно сказать, что мы пытаемся "собрать звездный урожай" на Земле, и это требует времени».